Question

【題目】某實驗興趣小組將無水FeCl3與氯苯混合發生反應制備常用還原劑FeCl2，反應原理是：2FeCl3+C6H5Cl 2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑。按照如圖裝置，在三頸燒瓶中放入162.5g無水FeCl3和225g氯苯，控制反應溫度在130℃下加熱3h，冷卻、過濾、洗滌、干燥得到粗產品。將生成的HCl用水吸收，利用莫爾法可以測出無水FeCl3的轉化率(莫爾法是用硝酸銀標準溶液測定鹵離子含量的沉淀滴定法)。

已知有關數據如下：

	C6H5Cl	C6H4Cl2
熔點/℃	-45	53
沸點/℃	132	173

回答下列問題：

（1）儀器b的作用是_______。干燥管c中盛裝的試劑是________。

（2）反應結束后需向反應器a中吹入干燥的氮氣，其目的是_________。

（3）下列各裝置(盛有蒸餾水)能代替圖中虛線框內部分的是_____(填序號)。

（4）從濾液中回收過量氯苯的操作是___________。

（5）將錐形瓶內溶液的pH調至6.0再加水稀釋至1000mL，從中取10.0mL滴加幾滴指示劑，用 0.2000mol/LAgNO3溶液進行滴定，當達到終點時，消耗22.50mLAgNO3溶液。

	AgCl	AgBr	AgI	Ag2CrO4
Ksp	2×10-10	5.4×10-13	8.3×10-17	2×10-12
顏色	白	淡黃	黃	磚紅

①參照上表已知信息用硝酸銀標準溶液滴定氯離子含量時可以作指示劑的是___(填字母)。

a.CaCl2 b.NaBr c.NaI d.K2CrO4

②滴定達終點的現象是_______

③無水FeC13的轉化率a=_______%

Answer 1

【答案】 冷凝回流氯苯、導氣 無水氯化鈣(或五氧化二磷、硅膠) 使氯化氫全部轉移至錐形瓶中被水充分吸收。準確測定FeCl3的轉化率 fh 蒸餾濾液,收集132℃的餾分 d 有磚紅色沉淀生成 90%

【解析】試題分析：本題考查FeCl2的制備、沉淀滴定實驗、指示劑的選擇和轉化率的計算、溶度積的應用。

（1）C6H5Cl的沸點為132℃，制備FeCl2的反應原理為2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑，儀器b為冷凝管，儀器b的作用是：冷凝回流氯苯、導氣（導出HCl氣體）。干燥管c中的固體試劑不能吸收HCl，干燥管c中盛裝的試劑是：無水氯化鈣（或五氧化二磷、硅膠）。

（2）根據題意，測定無水FeCl3轉化率的原理是：將反應生成的HCl用水吸收，用莫爾法測定錐形瓶d中Cl-，由Cl- 計算FeCl3的轉化率；為了減少實驗誤差，反應過程中需要將反應生成的HCl全部導入錐形瓶d中；反應結束后需向反應器a中吹入干燥的氮氣，其目的是：使HCl全部轉移至錐形瓶中被水充分吸收，準確測定FeCl3的轉化率。

（3）虛線框內裝置用于吸收HCl并防倒吸。由于HCl極易溶于水，若使用e裝置會產生倒吸；f裝置能吸收HCl并能防倒吸；g裝置為密封裝置，存在安全問題；h裝置能吸收HCl并能防倒吸；能代替圖中虛線框內部分的裝置是f h。

（4）過濾后得到的濾液為C6H4Cl2和過量C6H5Cl的混合液，由于C6H4Cl2和C6H5Cl互相混溶且兩者沸點相差較大，從濾液中回收過量氯苯采用蒸餾法，從濾液中回收過量氯苯的操作是：蒸餾濾液，收集132℃的餾分。

（5）①a項，CaCl2與AgNO3產生白色AgCl沉淀，無法判斷滴定終點且影響Cl-的測定，不能用CaCl2作為指示劑；b項，AgBr、AgCl為相同類型且Ksp（AgBr）Ksp（AgCl），滴入AgNO3溶液，AgBr優先于AgCl沉淀，若用NaBr為指示劑無法判斷滴定終點，不能用NaBr作為指示劑；c項，AgI、AgCl為相同類型且Ksp（AgI）Ksp（AgCl），滴入AgNO3溶液，AgI優先于AgCl沉淀，若用NaI為指示劑無法判斷滴定終點，不能用NaI作為指示劑；d項，AgCl飽和溶液物質的量濃度===1.41410-5（mol/L），Ag2CrO4飽和溶液物質的量濃度===7.93710-5（mol/L）1.41410-5（mol/L），滴入AgNO3溶液，AgCl優先于Ag2CrO4沉淀，可用K2CrO4作指示劑；可作為指示劑的是K2CrO4，答案選d。

②選用K2CrO4作指示劑，當Cl-完全沉淀，滴入AgNO3溶液與Kspan>2CrO4形成磚紅色沉淀。滴定達終點的現象是：滴入最后一滴AgNO3溶液，有磚紅色沉淀生成。

③10.0mL溶液中含Cl-物質的量n（Cl-）=n（AgNO3）=0.2000mol/L0.02250L=0.0045mol；反應生成HCl物質的量n（HCl）=0.0045mol=0.45mol，根據反應方程式2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑，反應消耗n（FeCl3）=2n（HCl）=0.9mol，反應消耗m（FeCl3）=0.9mol162.5g/mol=146.25g，無水FeCl3的轉化率為100%=90%。